Oxygen Reduction Mechanism and Electrode Properties of (La,Sr)$MnO_3$-YSZ Composite Cathode for Solid Oxide Fuel Cell (Part II: Electrode Properties)

고체산화물 연료전지용 (La,Sr)$MnO_3$-YSZ 복합체 양극의 산소환원 반응기구 및 전극 특성 (Part II: 전극 특성)

  • 김재동 (한국과학기술연구원 세라믹공정연구센터) ;
  • 김구대 (한국과학기술연구원 세라믹공정연구센터) ;
  • 이기태 (한국과학기술연구원 세라믹공정연구센터)
  • Published : 2001.01.01

Abstract

(La,Sr)MnO$_3$(LSM)-YSZ 복합체 양극에 있어서 소결온도 및 전극두께와 cathodic potential이 전극 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극의 소결은 삼상계면의 양을 결정하는 중요한 변수로 LSM 단미 양극과 YSZ가 40 wt% 포함된 LSM-YSZ 복합체 양극 모두 120$0^{\circ}C$에 소결했을 때 가장 낮은 분극저항을 나타내었다. 또한 양극 후막의 두께가 얇아지면 양극의 in-plane 저항이 증가하여 ohmic 저항이 증가하였는데, LSM-YSZ 복합체 양극의 경우 약 30$mu extrm{m}$ 정도의 전극두께가 가장 효과적인 전극 특성을 나타내었다. 한편, LSM-YSZ 복합체 양극에 -0.5 V의 cathodic potential을 인가함에 따라 양극에서 일어나는 산소환원반응의 활성이 증가하였는데, 1가 산소이온의 표면확산반응의 분극저항은 감소하였으나, 고주파수 영역에서 나타나는 산소이온전달반응의 저항은 거의 변화하지 않았다. 이것은 Mn의 환원에 의한 양극표면에 생성된 산소공공에 기인한다.

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